Funktionsweise und Aufbau von Photovoltaikanlagen und ihren Modulen

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Photovoltaikanlagen sind eine innovative und nachhaltige Möglichkeit, Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln und somit einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu leisten. Dieser Artikel betrachtet detailliert die verschiedenen Aspekte der Funktionsweise von Photovoltaikanlagen sowie deren Installationsmöglichkeiten und verschiedene Modularten.

Funktionsweise Photovolataikanlage

Das einfallende Sonnenlicht wird mithilfe von Photovoltaik-Modulen (A) in elektrische Spannung umgewandelt. Dabei kann sowohl direkte als auch diffuse Sonneneinstrahlung genutzt werden. Die Module erzeugen Gleichstrom.

Um den Solarstrom im Gebäude (D) nutzen zu können, muss der erzeugte Gleichstrom über einen Wechselrichter (B) in Wechselstrom umgewandelt werden.

Der umgewandelte Wechselstrom kann nicht nur im Gebäude verbraucht werden, sondern auch im Stromspeicher (C) gespeichert werden. Wenn es einen Überschuss gibt, kann dieser ins Stromnetz (E) eingespeist werden.

Installationsmöglichkeiten

Es gibt drei Möglichkeiten:

  1. Die Module werden direkt auf das Dach montiert.
  2. Sie integrieren die Module nahtlos in Ihr Gebäude, zum Beispiel als Fassade, Balkongeländer, Überkopfverglasung, Verschattung etc.
  3. Aufstellung auf Freiflächen, z.B. als freistehende Überdachungen oder im landwirtschaftlichen Bereich.

Modularten

Bei allen Modulen befinden sich im Inneren Solarzellen, die miteinander verbunden sind. Um die Solarzellen vor Witterungseinflüssen, mechanische Einwirkungen und Feuchtigkeit zu schützen, sind sie je nach Modultyp unterschiedlich eingeschlossen.

STANDARD-PHOTOVOLTAIK-MODULE:
Die Standardmodule haben dazu als oberste Schicht eine Glasschicht und auf der Rückseite eine Kunststofffolie. Das gesamte Modul wird von einem Aluminiumrahmen umschlossen.

GLAS-GLAS-PHOTOVOLTAIK-MODULE:
Bei Glas-Glas-Modulen besteht die oberste Schicht sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite aus einer Glasscheibe. Die beidseitige Glasschicht bietet erhöhten Schutz und Robustheit und macht die Module dadurch besonders langlebig. Das Sonnenlicht kann das Modul direkt durchdringen und so auch den darunter liegenden Bereich beleuchten.

FLEXIBLE PHOTOVOLTAIK-MODULE:
Diese Module sind aufgrund ihres Aufbaus besonders flexibel, aber auch besonders leicht. Dadurch ergeben sich zum einen Einsatzmöglichkeiten bei gewölbten Flächen oder z.B. auch bei aufrollbaren Sonnenschutzeinrichtungen. Aber auch der Einsatz auf Dächern, deren statische Belastbarkeit bereits an ihre Grenzen stößt und daher nur wenig zusätzliche Lasten zulässt.

BI-FAZIALE PHOTOVOLTAIK-MODULE:
Diese Module können Licht von beiden Seiten nutzen, um Strom zu erzeugen. Die Solarzelle ist so konzipiert, dass sie Licht von beiden Seiten aufnehmen kann. Man kann sich die Module wie zwei mit der Rückseite zusammengeklebte PV-Module vorstellen.

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